KR20080097319A - 에폭시 변성 알키드 수지 및 그 제조방법, 및 그를포함하는 광경화형 도료 조성물 - Google Patents

에폭시 변성 알키드 수지 및 그 제조방법, 및 그를포함하는 광경화형 도료 조성물 Download PDF

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Abstract

본 발명은 에폭시 변성 알키드 수지 및 그 제조방법, 및 그를 포함하는 광경화형 도료 조성물에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 유지방 또는 지방산; 다가산 또는 다가산 무수물; 및 다가 알코올의 혼합물로부터 제조된 하이드록시 폴리에스테르 프리폴리머를 에폭시로 변성하여 얻어지고, 최종 산가가 20 mgKOH/g 이하이며, 점도가 10000~25000 cps(25℃, 브룩필드 점도계)이고, 분자량이 10000~30000인, 외관, 저장안정성 및 부착성이 우수한 에폭시 변성 알키드 수지 및 그 제조방법, 및 상기 에폭시 변성 알키드 수지를 포함하며, 칙소성, 요변성(thixotropy), 내열성 및 부착성이 우수한 광경화형 도료 조성물에 관한 것이다.
에폭시, 변성, 알키드, 수지, 광경화, 도료, 조성물

Description

에폭시 변성 알키드 수지 및 그 제조방법, 및 그를 포함하는 광경화형 도료 조성물{AN ALKYD RESIN MODIFIED WITH EPOXY AND A METHOD FOR PREPARING THE SAME, AND A PHOTO-CURABLE COMPOSITION FOR COATING COMPRISING THE SAME}
본 발명은 에폭시 변성 알키드 수지 및 그 제조방법, 및 그를 포함하는 광경화형 도료 조성물에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 유지방 또는 지방산; 다가산 또는 다가산 무수물; 및 다가 알코올의 혼합물로부터 제조된 하이드록시 폴리에스테르 프리폴리머를 에폭시로 변성하여 얻어지고, 최종 산가가 20 mgKOH/g 이하이며, 점도가 10000~25000 cps(25℃, 브룩필드 점도계)이고, 분자량이 10000~30000인, 외관, 저장안정성 및 부착성이 우수한 에폭시 변성 알키드 수지 및 그 제조방법, 및 상기 에폭시 변성 알키드 수지를 포함하며, 칙소성, 요변성(thixotropy), 내열성 및 부착성이 우수한 광경화형 도료 조성물에 관한 것이다.
자동차 램프류 반사경과 같이 금속증착막을 가지며 내열성이 요구되는 전자부품 및 산업용 제품의 표면은 하도 도장을 통해 금속증착막의 기재에 대한 부착성을 부여하고, 또한 증착막의 광택을 향상시켜 반사효율을 증대시키게 된다.
자동차용 플라스틱 성형품, 전기/전자용품, 기타 산업용 용품에 사용되는, 특히 자동차 헤드램프 반사경 진공증착 하도로 사용되는 도료 조성물로는, 일반적으로 아크릴계 열경화형 수지 또는 실리콘 수지를 함유하는 열경화형 도료가 주로 사용되어 왔다. 그러나 이러한 열경화형 도료는 도막을 형성하기 위해 열에 장시간 노출시켜야 하므로 생산량이 떨어지고, 높은 온도로 인해 플라스틱 성형품의 부착성, 내열성, 내수성 등의 물성에 나쁜 영향을 미치게 되며, 또한 도장시 작업성이 떨어지는 문제가 있다.
따라서, 최근에는 광경화형, 즉 자외선 경화형 도료 조성물이 열경화형에 비하여 선호되는 추세이며, 예컨대 한국등록특허 73183호 및 74985호, 및 미국등록특허 3782061호 및 4301209호에는 통상의 광경화형 올리고머를 함유하는 광경화형 도료 조성물이 개시되어 있다.
그러나, 상기 선행기술들에 개시된 광경화형 도료 조성물들은 내열성, 내수성, 내약품성 등의 물성이 미비하고, 특히 내열성이 부족하여 자동차 헤드램프 반사경과 같이 내열성이 요구되는 자동차용 전기/전자 부품 및 산업용 플라스틱 성형품에 적용하기에는 한계가 있다.
본 발명은 상기한 바와 같은 종래 기술들의 문제점을 해결하고자 한 것으로서, 본 발명의 목적은, 우수한 외관, 저장안정성 및 부착성 등을 만족시키는 에폭시 변성 알키드 수지 및 그 제조방법, 및 자동차 헤드램프 반사경과 같은 자동차용 플라스틱 성형품, 전기/전자용품 및 기타 산업용 용품에 코팅될 경우 성형품의 미 관, 내구성, 내열성 및 기타 물성을 향상시킬 수 있는, 요변성, 내열성 및 부착성이 우수한 광경화형 도료 조성물을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 유지방 또는 지방산; 다가산 또는 다가산 무수물; 및 다가 알코올의 혼합물로부터 제조된 하이드록시 폴리에스테르 프리폴리머를 에폭시로 변성하여 얻어지고, 최종 산가가 20 mgKOH/g 이하이며, 점도가 10000~25000 cps(25℃, 브룩필드 점도계)이고, 분자량이 10000~30000인 에폭시 변성 알키드 수지가 제공된다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, (1) 유지방 또는 지방산; 다가산 또는 다가산 무수물; 및 다가 알코올의 혼합물로부터 하이드록시 폴리에스테르 프리폴리머를 제조하는 단계; 및 (2) 상기 (1)단계에서 제조한 프리폴리머를 에폭시로 변성시키는 단계를 포함하는, 본 발명의 에폭시 변성 알키드 수지의 제조방법이 제공된다.
본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 도료 조성물 100중량부당 본 발명의 에폭시 변성 알키드 수지 20~60중량부, 다관능 반응성 모노머 10~60중량부, 광개시제 0.1~20중량부 및 용제 10~30중량부를 포함하는, 보다 바람직하게는 도료 조성물 100중량부당 본 발명의 에폭시 변성 알키드 수지 30~60중량부, 다관능 반응성 모노머 10~40중량부, 광개시제 0.1~5중량부 및 용제 20~30중량부를 포함하는 광경화형 도료 조성물이 제공된다.
이하, 본 발명에 대하여 보다 상세히 설명한다.
본 발명의 에폭시 변성 알키드 수지 제조의 제1단계는 하이드록시 폴리에스테르 프리폴리머를 제조하는 단계이다.
상기 제1단계에서는, 1종 이상의 유지방 또는 지방산 40~60중량부, 1종 이상의 지방족 또는 방향족 다가산 또는 그 산 무수물 10~30중량부, 1종 이상의 다가 알코올 20 ~40중량부 및 1종 이상의 틴류 촉매 0.1~1.0중량부를 포함할 수 있으며, 산/알코올의 당량비가 1:1.2~1.5로 조정된 혼합물을, 질소가스 투입하에 약 220℃까지 서서히 승온시키면서 축합수를 제거하며 반응시킨다. 이렇게 제조된 하이드록시 폴리에스테르 프리폴리머는 약 20~40 mgKOH/g의 산가 및 약 10000~25000 cps(25℃, 브룩필드 점도계)의 점도를 나타낸다.
상기 유지방 또는 지방산으로는 대두유, 피마자유, 아마인유, 톨오일, 탈수피마자유 및 어유로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상을 사용할 수 있다.
상기 지방족 또는 방향족 다가산 또는 그 산 무수물로는 이소프탈산, 디메틸 이소프탈산, 무수프탈산, 메틸 테트라 하이드로 무수프탈산, 터셔리-부틸 이소프탈산, 1,4-사이클로헥산 디카르복시산, 헥사하이드로 무수프탈산, 메틸-헥사하이드로 무수프탈산, 하이드로 무수프탈산 및 무수 숙신산으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상을 사용할 수 있다.
상기 다가 알코올로는 에틸렌 글리콜, 프로필렌 글리콜, 2-부틸-2-에틸-1,3 프로판디올, 1,3-부틸렌 글리콜, 1,6-헥산 디올, 1,4-사이클로 헥산 디메틸올, 디 하이드록시-2,2-디메틸 프로필 에스테르, 디에틸렌 글리콜, 트리메틸올 에탄, 트리메틸올 프로판, 글리세린, 펜타 에리트리톨 및 카프로락톤 중합 유도체 중에서 선택된 1종 또는 그 혼합물이 바람직하게 사용될 수 있다.
본 발명의 에폭시 변성 알키드 수지 제조의 제2단계는 상기 제1단계에서 제조한 프리폴리머를 에폭시로, 바람직하게는 크레졸 노블락 에폭시로 변성시키는 단계이다.
상기 제2단계에서는, 상기 제1단계에서 제조된 산가 20~40 mgKOH/g의 하이드록시 폴리에스테르 프리폴리머 100 중량부와 에폭시, 바람직하게는 노블락 에폭시 5~20중량부를 약 180~200℃에서 반응시켜 에폭시 변성 알키드 수지를 제조한다. 이렇게 제조된 노블락 에폭시 변성 알키드 수지의 산가는 바람직하게 약 1~20 mgKOH/g이고, 점도는 바람직하게 약 10000~25000 cps(25℃, 브룩필드 점도계)이다. 상기 노볼락 에폭시로는 일반적으로 크레졸 또는 페놀 노볼락 에폭시 수지가 사용가능하다. 상기 노볼락 에폭시 수지로는 YDCN-701, 701P, 702, YDPN-631, 638, 638P(이상 국도화학), N8470, N8460(이상 KCC社) 등과 같은 제품을 상업적으로 입수하여 사용할 수 있다. 상기 제2단계의 변성 반응에서 에폭시의 양을 프리폴리머 100중량부당 20 중량부 보다 많이 사용하면, 높은 가교도의 형성으로 겔화의 위협이 있으며 내후성 및 수지의 외관특성인 레벨링을 나쁘게 할 우려가 있다.
기존의 알키드 수지는 주로 유지방 또는 지방산을 주축으로 오일의 함유량 조절을 통해 요변성을 부여하는 방법으로 제조되었으나, 이 경우 부착성이 저하되며 칙소성을 부여하는데 한계가 있다. 따라서 본 발명에서는 에폭시, 예컨대 다관 능 노블락 에폭시 수지로 알키드 수지를 변성시킴으로써, 종래의 광경화형 도료가 가지는 취약한 요변성을 향상시키고자 하였다.
부착성과 요변성을 증가시키려면 알키드 수지 구조에서 가교도를 높여주고 분자량을 증대시켜 주어야 한다. 따라서, 주쇄와 주쇄사이의 간격을 줄여 가교도를 높이기 위하여, 본 발명에서는 크레졸 노볼락 에폭시 수지와 같은 다관능 원료로 알키드 주쇄를 변성시켜 측쇄를 많이 부여함으로써 수지에 요변성을 부여할 수 있게 되는 것이다.
상기 노볼락 에폭시 수지로는, 페놀성 화합물(예컨대, 페놀, 오르토-크레졸, 메타-크레졸, 파라-크레졸, 터셔리 부틸페놀, 노닐페놀, 자일레놀, 레조시놀, 비스페놀 A 또는 이들의 혼합물)과 알데히드(아세트알데히드, 포름알데히드, 히드록시벤즈알데히드 또는 이들의 혼합물)의 반응으로 형성된 노볼락 수지에 다시 에피클로로히드린을 반응시켜 제조된 1종 이상의 노볼락 에폭시 수지가 바람직하게 사용된다.
한편, 본 발명에 따르면, 도료 조성물 100중량부당 상기한 바와 같은 본 발명의 에폭시 변성 알키드 수지 20~60중량부, 다관능 반응성 모노머 10~60중량부, 광개시제 0.1~20중량부 및 용제 10~30중량부를 포함하는, 보다 바람직하게는 도료 조성물 100중량부당 본 발명의 에폭시 변성 알키드 수지 30~60중량부, 다관능 반응성 모노머 10~40중량부, 광개시제 0.1~5중량부 및 용제 20~30중량부를 포함하는 광경화형 도료 조성물이 제공된다.
본 발명의 도료 조성물에 있어서, 상기 에폭시 변성 알키드 수지의 함량이 도료 조성물 100중량부당 20중량부 미만이면 요변성 및 부착성이 떨어질 우려가 있고, 60중량부를 초과하면 외관에 주름이 생기며 광택이 저하할 우려가 있다.
본 발명의 도료 조성물에 포함되는 상기 다관능 반응성 모노머로는 아크릴레이트계 또는 비닐계 다관능 반응성 모노머가 바람직하게 사용된다. 상기 아크릴레이트계 다관능 반응성 모노머로는 1,6-헥산다이올 디아크릴레이트, 트리페닐글리콜 디아크릴레이트, 펜타에리스리톨 트리아크릴레이트, 펜타에리스리톨 테트라아크릴레이트 또는 알콕시레이티드 테트라아크릴레이트와 같은 다관능 모노머를 단독으로 또는 혼합하여 사용할 수 있다. 본 발명의 도료 조성물에 있어서, 상기 다관능 반응성 모노머의 함량이 도료 조성물 100중량부당 10중량부 미만이면 도막경도, 내열성 및 경화성이 떨어지고, 60중량부를 초과하면 경화도막이 깨어지기 쉽고 부착성, 내열성 및 요변성이 떨어지는 문제가 있을 수 있다.
본 발명의 도료 조성물에 포함되는 상기 광개시제로는 자외선에 의해 활성을 띠는 통상의 중합개시제가 사용되며, 특히 벤조페논계, 벤질 디메틸케탈계, 아세토페논계, 티옥산톤계, 아실 포스핀 옥사이드계, 아미노 알킬페논계 등의 광개시제가 사용될 수 있다. 상기 광개시제의 함량이 도료 조성물 100중량부당 0.1중량부 미만이면 광경화가 충분치 않게 될 우려가 있고, 20중량부를 초과하면 급격한 경화에 의해 외관이 저하되며 도막이 부서질 우려가 있다.
본 발명의 도료 조성물에 포함되는 상기 용제로는 아세톤 등의 케톤류, 에틸아세테이트 등의 아세테이트류, 또는 톨루엔 등의 방향족 화합물과 같은 통상의 용 제를 단독으로 또는 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있다. 또한, 도장방법에 따라 아세테이트류와 방향족 용제류를 혼합하여 적절한 점도로 조절하여 사용할 수 있다. 상기 용제의 함량이 도료 조성물 100중량부당 10중량부 미만이면 점도가 높아져 작업성이 떨어질 우려가 있고, 30중량부를 초과하면 도료 고형분 함량이 작아져 가격이 상승하며 새깅 등의 물성을 저하시킬 우려가 있다.
본 발명의 도료 조성물에는 상기한 성분들 이외에 본 발명의 목적을 달성할 수 있는 범위 내에서 도료 조성물에 통상적으로 첨가되는 자외선 흡수제, 힌더드-아민계 광안정제, 산화방지제, 흐름성 향상제 및 핀홀방지제 등이 더 포함될 수 있다. 특히, 상기 흐름성 향상제로는 실리콘 디아크릴레이트계나 실리콘 폴리아크릴레이트계 화합물이 사용될 수 있는데, 그 함량은 전체 도료 조성물 100중량부당 10중량부를 넘지 않는 것이 바람직하다.
상기한 바와 같은 조성으로 준비된 원료들을 고르게 혼합하여 제조된 본 발명의 도료 조성물은 광경화시 우수한 칙소성, 외관 내열성, 내수 부착성 등을 가지며, 섬유강화플라스틱, 폴리부틸렌테레프탈레이트, 폴리페닐렌옥사이드, 폴리아마이드 등의 기재로 이루어진 내열성 플라스틱 성형품, 자동차용품 등에 적용 가능하다
플라스틱 성형품에 대한 도장 작업은 스프레이, 디핑 또는 코팅의 방법으로 이루어지는데, 이것은 플라스틱의 재질, 성형품의 형상 및 도막 두께에 따라 유리한 방법을 선택할 수 있다.
이하 본 발명을 하기 실시예에 의해 보다 구체적으로 설명한다. 그러나 이들 실시예는 본 발명의 이해를 돕기 위한 것일 뿐 이들에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아니다.
[ 실시예 1]
대두유 지방산 280g, 무수프탈산 155g, 글리세린 60g, 펜타에리트리톨 70g 및 자일렌 30g을 질소 가스관 및 냉각 장치가 구비된 칼럼, 교반기, 온도계, 히터가 설치되어 있는 4구 플라스크에 넣고 서서히 승온시켰다. 온도가 150℃에 이르렀을 때 축합수가 유출되었고, 이때부터 축합수 내의 글리콜 함량을 관리하면서 약 220℃까지 승온시킨 후, 이 온도를 유지하면서 반응시키며 축합수를 제거하였다. 반응 혼합물의 산가를 주기적으로 체크하여 산가가 35 mgKOH/g 이하가 되었을 때 반응 혼합물을 200℃ 이하로 냉각한 뒤, 노블락 에폭시(N8470, KCC 사) 50g을 반응기 내에 투입하고 반응시켰다. 반응 혼합물의 산가를 주기적으로 체크하여 산가가 13 mgKOH/g이 되었을 때 반응을 종료하고, 자일렌 550g을 넣고 희석하여 에폭시 변성 알키드 수지를 제조하였다. 제조된 에폭시 변성 알키드 수지를 분석한 결과, 산가는 13 mgKOH/g, 유장(알키드 수지 100중량% 중 오일이 차지하는 함량%)은 50중량%, 불휘발분은 49중량%, 점도는 12500 cps(25℃, 브룩필드 점도계), 그리고 중량평균분자량은 약 12000이었다.
[ 실시예 2]
아마인유 지방산 300g, 무수프탈산 140g, 글리세린 80g, 펜타에리트리톨 70g 및 자일렌 30g을 질소 가스관 및 냉각 장치가 구비된 칼럼, 교반기, 온도계, 히터가 설치되어 있는 4구 플라스크에 넣고 서서히 승온시켰다. 온도가 150℃에 이르렀을 때 축합수가 유출되었고, 이때부터 축합수 내의 글리콜 함량을 관리하면서 약 220℃까지 승온시킨 후, 이 온도를 유지하면서 반응시키며 축합수를 제거하였다. 반응 혼합물의 산가를 주기적으로 체크하여 산가가 35 mgKOH/g 이하가 되었을 때 반응 혼합물을 200℃ 이하로 냉각한 뒤, 노블락 에폭시(N8470, KCC 사) 60g을 반응기 내에 투입하고 반응시켰다. 반응 혼합물의 산가를 주기적으로 체크하여 산가가 8 mgKOH/g이 되었을 때 반응을 종료하고, 자일렌 585g을 넣고 희석하여 에폭시 변성 알키드 수지를 제조하였다. 제조된 에폭시 변성 알키드 수지를 분석한 결과, 산가는 8 mgKOH/g, 유장은 49중량%, 불휘발분은 50중량%, 점도는 14000 cps(25℃, 브룩필드 점도계), 그리고 중량평균분자량은 약 15000이었다.
[ 실시예 3]
아마인유 지방산 250g, 무수프탈산 120g, 글리세린 40g, 펜타에리트리톨 80g 및 자일렌 30g을 질소 가스관 및 냉각 장치가 구비된 칼럼, 교반기, 온도계, 히터가 설치되어 있는 4구 플라스크에 넣고 서서히 승온시켰다. 온도가 150℃에 이르렀을 때 축합수가 유출되었고, 이때부터 축합수 내의 글리콜 함량을 관리하면서 약 220℃까지 승온시킨 후, 이 온도를 유지하면서 반응시키며 축합수를 제거하였다. 반응 혼합물의 산가를 주기적으로 체크하여 산가가 35 mgKOH/g 이하가 되었을 때 반응 혼합물을 200℃ 이하로 냉각한 뒤, 노블락 에폭시(YDPN631, 국도화학 사) 45g을 반응기 내에 투입하고 반응시켰다. 반응 혼합물의 산가를 주기적으로 체크하여 산가가 15 mgKOH/g이 되었을 때 반응을 종료하고, 자일렌 470g을 넣고 희석하여 에폭시 변성 알키드 수지를 제조하였다. 제조된 에폭시 변성 알키드 수지를 분석한 결과, 산가는 15 mgKOH/g, 유장은 48중량%, 불휘발분은 49중량%, 점도는 12000 cps(25℃, 브룩필드 점도계), 그리고 중량평균분자량은 약 13000이었다.
[ 실시예 4]
어유 지방산 250g, 무수프탈산 80g, 글리세린 90g, 펜타에리트리톨 20g 및 자일렌 30g을 질소 가스관 및 냉각 장치가 구비된 칼럼, 교반기, 온도계, 히터가 설치되어 있는 4구 플라스크에 넣고 서서히 승온시켰다. 온도가 150℃에 이르렀을 때 축합수가 유출되었고, 이때부터 축합수 내의 글리콜 함량을 관리하면서 약 220℃까지 승온시킨 후, 이 온도를 유지하면서 반응시키며 축합수를 제거하였다. 반응 혼합물의 산가를 주기적으로 체크하여 산가가 35 mgKOH/g 이하가 되었을 때 반응 혼합물을 200℃ 이하로 냉각한 뒤, 노블락 에폭시(N8470, KCC 사) 55g을 반응기 내에 투입하고 반응시켰다. 반응 혼합물의 산가를 주기적으로 체크하여 산가가 9 mgKOH/g이 되었을 때 반응을 종료하고, 자일렌 430g을 넣고 희석하여 에폭시 변성 알키드 수지를 제조하였다. 제조된 에폭시 변성 알키드 수지를 분석한 결과, 산가는 9 mgKOH/g, 유장은 55중량%, 불휘발분은 50중량%, 점도는 11000 cps(25℃, 브룩 필드 점도계), 그리고 중량평균분자량은 약 17000이었다.
[ 비교예 1]
대두유 지방산 280g, 무수프탈산 155g, 글리세린 60g, 펜타에리트리톨 70g 및 자일렌 30g을 질소 가스관 및 냉각 장치가 구비된 칼럼, 교반기, 온도계, 히터가 설치되어 있는 4구 플라스크에 넣고 서서히 승온시켰다. 온도가 150℃에 이르렀을 때 축합수가 유출되었고, 이때부터 축합수 내의 글리콜 함량을 관리하면서 약 220℃까지 승온시킨 후, 이 온도를 유지하면서 반응시키며 축합수를 제거하였다. 반응 혼합물의 산가를 주기적으로 체크하여 산가가 11 mgKOH/g 이하가 되었을 때 반응을 종료하고, 자일렌 480g을 넣고 희석하여 알키드 수지를 제조하였다. 제조된 알키드 수지의 산가는 11 mgKOH/g, 유장은 50중량%, 불휘발분은 50중량%, 점도는 6500 cps(25℃, 브룩필드 점도계), 그리고 중량평균분자량은 약 7000이었다.
[ 비교예 2]
대두유 지방산 100g, 무수프탈산 180g, 글리세린 20g, 펜타에리트리톨 130g 및 자일렌 30g을 질소 가스관 및 냉각 장치가 구비된 칼럼, 교반기, 온도계, 히터가 설치되어 있는 4구 플라스크에 넣고 서서히 승온시켰다. 온도가 150℃에 이르렀을 때 축합수가 유출되었고, 이때부터 축합수 내의 글리콜 함량을 관리하면서 약 220℃까지 승온시킨 후, 이 온도를 유지하면서 반응시키며 축합수를 제거하였다. 반응 혼합물의 산가를 주기적으로 체크하여 산가가 3 mgKOH/g 이하가 되었을 때 반 응을 종료하고, 자일렌 310g을 넣고 희석하여 알키드 수지를 제조하였다. 제조된 알키드 수지의 산가는 3 mgKOH/g, 유장은 25중량%, 불휘발분은 50중량%, 점도는 2700 cps(25℃, 브룩필드 점도계), 그리고 중량평균분자량은 약 3000이었다.
상기 실시예 및 비교예에서 제조된 알키드 수지의 원료조성 및 물성 측정 결과를 하기 표 1에 나타내었다.
Figure 112007044576513-PAT00001
도료 조성물의 제조
상기 실시예 1~4 및 비교예 1~2에서 각각 제조된 알키드 수지 45중량부, 펜타에리트리톨 테트라아크릴레이트(미원상사, 상품명:PETA) 15중량부, 1,6-헥산디올 디아크릴레이트(미원상사, 상품명:HDDA) 10중량부, 광개시제(Ciba-Geigy사, 상품명:IR184) 0.5중량부, 소지습윤제(BYK사, 상품명:BYK306) 0.5중량부 및 에틸아세테이트-톨루엔 혼합용제(혼합중량비: 에틸아세테이트/톨루엔 = 2/1) 20중량부를 혼합기에 투입하고 완전히 교반하여 광경화형 도료 조성물을 각각 제조하였다.
제조된 도료 조성물의 물성 평가
상기에서 제조된 광경화형 도료 조성물 각각을 자동차 헤드램프 반사경의 금속진공증착용 하도로 적용하여 물성을 평가하였다. 구체적인 시험 방법은 다음과 같았다.
헤드램프 반사경 소재인 섬유강화 플라스틱 시편에, 하도로서 상기 실시예 및 비교예에서 각각 제조한 광경화형 도료 조성물을 20㎛ 두께로 스프레이 도장기를 사용하여 도포하고, 80℃에서 5분간 열풍건조한 다음, 경화에너지 1500 mJ/㎠로 UV경화(UV조사장치:한국 포스램사 제품)한 후, 여기에 진공도 10-4 Torr에서 알루미늄을 진공증착(진공증착기:대한진공사 제품)하였다. 제조된 시편에 대하여 하기 표 2에 나타낸 항목들의 물성을 평가하였으며, 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다.
Figure 112007044576513-PAT00002
상기 표 2에서 시험후 도막외관이 양호한 것은 ○; 시험후 도막에서 잔 크랙현상이 발생한 것은 △; 시험후 도막에서 크랙현상 및 백화현상이 발생한 것은 ×로 각각 표시하였다. 각 항목의 시험방법은 다음과 같다.
내열성: 180℃ 오븐 내에서 96시간 동안 방치한 후 측정.
부착성: JIS D 0202 시험법으로 측정.
침수부착성: 40℃ 온수 내에 24시간 동안 방치한 후 부착성 측정.
내산성: 상온에서 1% 황산 용액에 10분간 침적후 측정.
내알카리성: 상온에서 1%수산화나트륨 용액에 10분간 침적후 측정.
상기 표 1에서 알 수 있는 바와 같이, 일반적인 알키드 수지 대신 에폭시 변성 알키드 수지(실시예 1~4)를 사용한 경우, 부착성, 내열성, 내처짐(Sagging)성 및 내약품성이 모두 양호하였다.
이상 살핀 바와 같이, 본 발명에 따라 얻어진 노볼락 에폭시 변성 알키드 수지를 기재로 사용하여 제조된 광경화형 도료 조성물은 우수한 부착성, 요변성, 내열성, 내수 부착성 등으로 인하여 플라스틱 특히 자동차에 적용되는 플라스틱 소재에 적합하게 사용될 수 있다.

Claims (10)

  1. 유지방 또는 지방산; 다가산 또는 다가산 무수물; 및 다가 알코올의 혼합물로부터 제조된 하이드록시 폴리에스테르 프리폴리머를 에폭시로 변성하여 얻어지고, 최종 산가가 20 mgKOH/g 이하이며, 점도가 10000~25000 cps이고, 분자량이 10000~30000인 에폭시 변성 알키드 수지.
  2. 제1항에 있어서, 상기 유지방 또는 지방산은 대두유, 피마자유, 아마인유, 톨오일, 탈수피마자유 및 어유로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상인 것을 특징으로 하는 에폭시 변성 알키드 수지.
  3. 제1항에 있어서, 상기 다가산 또는 다가산 무수물은 이소프탈산, 디메틸 이소프탈산, 무수프탈산, 메틸 테트라 하이드로 무수프탈산, 터셔리-부틸 이소프탈산, 1,4-사이클로헥산 디카르복시산, 헥사하이드로 무수프탈산, 메틸-헥사하이드로 무수프탈산, 하이드로 무수프탈산 및 무수 숙신산으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상인 것을 특징으로 하는 에폭시 변성 알키드 수지.
  4. 제1항에 있어서, 상기 다가 알코올은 에틸렌 글리콜, 프로필렌 글리콜, 2-부틸-2-에틸-1,3 프로판디올, 1,3-부틸렌 글리콜, 1,6-헥산 디올, 1,4-사이클로 헥산 디메틸올, 디하이드록시-2,2-디메틸 프로필 에스테르, 디에틸렌 글리콜, 트리메틸 올 에탄, 트리메틸올 프로판, 글리세린, 펜타 에리트리톨 및 카프로락톤 중합 유도체 중에서 선택된 1종 또는 그 혼합물인 것을 특징으로 하는 에폭시 변성 알키드 수지.
  5. 제1항에 있어서, 상기 에폭시는 노볼락 에폭시 수지인 것을 특징으로 하는 에폭시 변성 알키드 수지.
  6. 제5항에 있어서, 상기 노볼락 에폭시 수지는 페놀성 화합물과 알데히드의 반응으로 형성된 노볼락 수지에 다시 에피클로로히드린을 반응시켜 제조된 것임을 특징으로 하는 에폭시 변성 알키드 수지.
  7. (1) 유지방 또는 지방산; 다가산 또는 다가산 무수물; 및 다가 알코올의 혼합물로부터 하이드록시 폴리에스테르 프리폴리머를 제조하는 단계; 및
    (2) 상기 (1)단계에서 제조한 프리폴리머를 에폭시로 변성시키는 단계를 포함하는,
    제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 따른 에폭시 변성 알키드 수지의 제조방법.
  8. 제7항에 있어서, 상기 (2)단계에서 프리폴리머 100 중량부당 에폭시 5~20 중량부가 사용되는 것을 특징으로 하는 방법.
  9. 도료 조성물 100중량부당, 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 따른 에폭시 변성 알키드 수지 20~60중량부, 다관능 반응성 모노머 10~60중량부, 광개시제 0.1~20중량부 및 용제 10~30중량부를 포함하는 광경화형 도료 조성물.
  10. 제9항에 있어서, 에폭시 변성 알키드 수지 30~60중량부, 다관능 반응성 모노머 10~40중량부, 광개시제 0.1~5중량부 및 용제 20~30중량부를 포함하는 것을 특징으로 하는 도료 조성물.
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